ESP WiFi 보드에 Tasmota 펌웨어올리기 | 스마트홈 릴레이 | KNX 제어

저희 집에 구축한 스마트홈 시스템 중 하나인 KNX는 본래 주택/빌딩 제어관리 시스템으로 모던한 스마트홈 플랫폼과는 약간 다릅니다.

통신 방식에서 큰 차이를 보이는데 모던 스마트홈 플랫폼에서는 주로 zigbee나 zwave, matter, wifi 등의 무선으로 통신하는 것과 달리 KNX에서는 유선으로 통신을 하게 됩니다.

PLC 제어와 결이 비슷하다고 할까요? 그래서 상업용 공간에서 더 활용이 많이 되는 시스템입니다.

모던 스마트홈 플랫폼은 유선통신의 장점인 안정성과 신뢰성 등을 확보하기 위해 일부 디바이스에서 기본 무선통신뿐만 아니라 백업으로 유선을 활용할 수 있는 기능을 가지고 있기도 합니다.

반대로 전통적인 유선 시스템에서는 무선 통신의 비교적 자유로운 설치환경과 편리함을 갖추기 위해 무선 통신 방식을 추가하기도 하는데요. 이 유선 시스템에도 무선통신 방식을 활용할 수 있는 tasmota라는 esp계열 칩의 펌웨어에 대해서 소개해 보고자 합니다.

esp칩을 사용하는 대표적인 시스템? 혹은 펌웨어? 플랫폼이 다양하게 있지만 스마트홈에선 주로 esphome이 많이 알려져 있고 shelly라는 브랜드 또한 esp기반의 디바이스들을 가지고 있어서 스마트홈 구축에 활용할 수 있게 별도 플랫폼을 가지고 있기도 합니다. 또 하나가 바로 tasmota입니다.

tasmota는 누구나 쉽게 esp계열의 보드에서 펌웨어를 플래싱하여 사용할 수 있는 오픈소스 펌웨어입니다. 간단한 릴레이나 스마트 플러그 센서등을 연결해서 스마트홈 생태계에서 활용할 수 있게 되죠.

최근에는 shelly라는 완성형 플랫폼에서 KNX를 지원하기 시작했습니다. Shelly의 디바이스를 KNX 시스템 안에서 활용할 수 있게 되는 거죠.

tasmota는 꽤나 일찍부터 KNX를 지원하고 있었기에 KNX에 연결되는 게 궁금해서 shelly 디바이스를 사볼까 tasmota 디바이스를 사볼까 고민하던 와중에 오래전에 사두고 방치해뒀던 wemos wifi 보드가 눈에 띄었습니다.

wemos 보드는 esp8266칩을 사용하는 아두이노 같은 개발 보드입니다.
esp칩을 사용하니 tasmota 펌웨어 플래싱을 쉽게 가능했고 KNX 연결 테스트를 해볼 수 있었습니다.

우선 wemos 보드를 컴퓨터와 연결 후 tasmota web installer(https://tasmota.github.io/install/)에 접속하여 펌웨어 종류를 선택하고 connect 버튼을 누르면 시리얼 포트 연결 창이 뜨게 됩니다.

연결 후 tasmota 펌웨어 설치를 진행합니다.

펌웨어 설치가 완료되면 내부 wifi 망 SSID와 비밀번호를 입력해서 wifi를 연결합니다.

wifi까지 연결이 완료되면 대시보드로 바로 이동하거나 혹은 할당받은 ip를 통해서 웹 UI 대시보드로 접속합니다

Configulation-Module 경로를 들어가서 Module type을 Generic(18)로 선택 후 저는 GPIO5(Wemos의 D1 핀)에 릴레이를 설정하였습니다.

모듈까지 세팅이 완료되면 스위치의 on/off에 따라서 D1핀이 High/Low 신호를 출력하여 D1핀에 연결된 릴레이를 제어할 수 있었습니다.

이처럼 무선으로 릴레이를 제어하여 전등, 스위치, 콘센트 등을 로컬 네트워크 내에서 무선으로 제어할 수 있게 됩니다.
tasmota는 api도 지원하고 mqtt도 지원하기 때문에 모던 스마트홈 플랫폼에도 쉽게 연동하여 활용할 수 있을 것 같습니다.

저는 KNX 시스템에서 제어하는 것을 테스트해 보기 위해 추가적인 KNX 설정을 진행하였습니다.

마찬가지로 KNX 시스템에서 신호를 보내보니 딜레이 없이 릴레이가 on/off 되는 것을 확인할 수 있었습니다.

일전까지는 스마트홈 구축을 할 때 wifi보단 가급적이면 zigbee 네트워크를 이용해서 구축하는 것을 권장했습니다. 왜냐하면 wifi 디바이스들은 제조사의 클라우드 서버를 거쳐서 통신을 하기 때문에 인터넷 연결이 필수가 되어야 한다거나 혹은 로컬 네트워크에서만 통신을 한다 해도 이 디바이스를 내가 사용하고 있는 스마트홈 플랫폼에 연동하기가 어려웠기 때문이죠. 그 밖에 통신속도는 빠르지만 전력소비는 zigbee에 비해 크기 때문에 배터리를 이용하는 제품에는 wifi 통신을 적용하기가 어려웠습니다.

최근에는 matter over wifi가 있듯이 wifi 통신 방식도 스마트홈 플랫폼에 쉽게 연동이 가능해지고 로컬 통신이 가능해서 다시금 활용도가 높아지고 있습니다. 또 esphome이나 shelly, tasmota의 경우 원래부터 모두 로컬 네트워크 내에서 로컬 연동이 가능해 api나 mqtt 등으로 스마트홈 플랫폼에 연동하여 자 작센서 등을 만들어 활용하기도 했습니다.

더 이상 wifi 통신이라고 기피하기보단 적절하게 활용한다면 좀 더 간단하고 쉽게 스마트홈을 구축할 수 있는 또 하나의 방법이 될 수 있을 것 같습니다.